黔东地区“大塘坡式”锰矿研究现状及进展综述

"大塘坡式"锰矿指产于黔东及毗邻地区南华系下统大塘坡组第一段黑色炭质页岩岩系中的沉积碳酸锰矿床。该区位于上扬子陆块东南部,跨越上扬子褶皱带与华南复合陆内造山带。锰矿床所处盆地属于Rodinia超大陆裂解作用后形成的被动陆缘裂谷成锰沉积盆地,而这些成锰沉积盆地受一系列北东向古断裂控制。本文对锰矿成因及锰质来源进行了阐述及总结,提出了"大塘坡式"锰矿找矿标志。     

音频大地电磁测深在湘西“大塘坡式”锰矿勘查区应用研究

湘西磨石锰矿勘查区位于湘黔桂三省交界处,属于扬子地台东南缘,区内赋矿地层南华系大塘坡组与黔东松桃特大型锰矿赋矿层位属同一地层。但本文区内沉积锰矿层具有总体连续,局部断续的特点,而且后期构造变形复杂,因此确定深部矿体走向具有很大难度。赋矿地层大塘坡组岩性为黑色含锰炭质板岩,下伏地层南华系富禄组为中细粒石英砂岩,上覆地层南华系洪江组为含砾砂质板岩,含矿地层与围岩电阻率物性差异显著。本文在磨石矿区开展音频大地地磁测深,大致查明了地层走向与构造特征,为下一步勘查工作提供了重要依据。     

湖南省花垣县民乐锰矿地质特征及找矿方向分析

花垣县民乐锰矿属于典型的“大塘坡式”锰矿,位于松桃成锰沉积盆地中部,是我国南华系锰矿的集中分布区。锰矿赋存于南华系下统大塘坡组第一段炭质页岩下部,矿体呈层状、似层状产出,受地层、岩性、含锰岩系厚度、古构造、岩相古地理环境控制。本次通过对民乐锰矿地质特征、矿区锰富集规律分析,进一步从岩相古地理、古构造、后期断裂构造对矿体影响进行了综合研究,再结合物探音频大地电磁测深初步推测锰矿层埋藏深度,最后与毗邻松桃地区锰矿进行类比,提出了下一步找矿方向。     

黔东北地区南华纪锰矿基本特征

黔东北地区“大塘坡式”锰矿，产于南华系大塘坡组底部炭质页岩中。含锰沉积盆地受北东向古断裂的控制，矿床呈北东向展布。本文总结了区内锰矿成矿地质条件、夯布特征、成矿规律、找矿标志及地质勘探工作程度，并提出了下步地质勘查工作建议。     

黔东北地区大塘坡组早期含锰沉积充填、岩相古地理与锰矿的关系

黔东北地区是中国南华纪"大塘坡式"锰矿重要富集区,而岩相古地理是沉积型锰矿最重要的控矿因素。笔者根据松桃—江口地区南华系各组岩性及碎屑锆石年龄特征对清水江组、两界河组、铁丝坳组及大塘坡组进行细致的地层划分,在建立了本区南华纪大塘坡早期沉积充填序列的同时,将本区沉积盆地划分为4个Ⅱ级盆地、12个Ⅲ级盆地以及11个次级(Ⅳ)聚锰盆地。在不同盆地内的大塘坡一段中识别出14种岩相类型,划分出2类沉积系、10类主要的岩相古地理单元,进而编绘了本区南华纪大塘坡早期岩相古地理图。提出在大陆边缘裂谷盆地的背景下,研究区南华纪大塘坡早期沉积环境应属大陆边缘障壁海岸体系,属于典型的"大塘坡式"锰矿,与障壁后侧迅速沉降的深水局限盆地密切相关。     

黔东及毗邻区南华纪“大塘坡式”锰矿研究历史、主要进展及展望

锰矿是国家战略紧缺矿产。自上世纪1958年在黔东松桃大塘坡地区发现"大塘坡式"锰矿以来,经过三代地质科技工作者的不懈努力,终于在锰矿成矿理论、找矿方法和找矿成果等方面取得重大突破,使黔东地区成为新的世界级锰矿资源富集区和中国锰矿资源最丰富的地区。为纪念"大塘坡式"锰矿发现60周年,特撰文介绍该地区锰矿的主要研究历史、研究现状和近年来该类型锰矿主要研究进展与找矿突破性成果,同时展望未来,提出下步工作建议。谨以此文向为黔东及毗邻区南华纪"大塘坡式"锰矿找矿事业做出突出贡献的老一辈地质工作者表示崇高的敬意!     

贵州松桃凉风坳锰矿床地质特征及找矿潜力预测

松桃凉风坳锰矿是黔湘渝毗邻华系大塘坡式锰矿唯有一个低磷锰矿床,其含矿地层为南华系大塘坡组第一段黑色炭质页岩,地表出露近20 km,含锰岩系及锰矿体从南东往北西方向均具有从无到有并逐渐变厚,再逐渐变薄的变化规律,长轴方向为北东60°70°左右,预测盆地长度1 200 1 500 m,宽度300 400 m,可划分中心相、过渡相、边缘相,其中:中心相带长300 400 m,宽50 100 m,以块状锰矿为主。矿区锰矿体最厚2. 20 m,平均厚1. 14 m,矿床平均品位17. 29%,含锰地堑盆地规模小,主体已剥蚀殆尽。南华纪大塘坡早期,该地堑盆地中含锰岩系下部出现可能为重力流或铁丝坳冰期末期的小冰期形成的、由陆源碎屑物组成的特殊地质体,其物源为毗邻凉风坳地堑盆地北侧的秀山-甘龙地垒。由于古天然气渗漏喷溢的中心相、过渡相的主体已被剥蚀殆尽,仅残存部分边缘相,故该锰矿床找矿潜力不大。     

贵州松桃杨家湾大型锰矿床地质特征与勘查实践

松桃杨家湾大型锰矿床是典型的"大塘坡式"锰矿床。该矿床是在上世纪80年代103队松桃黑水溪锰矿床外围找矿预测的基础上,历经5年(2006—2011年)的勘查实践,提交锰矿资源储量逾2 000万吨,结束了黔东地区当时没有大型锰矿床的历史。在对该矿床的矿床特征和构造古地理等特征分析研究的基础上,认为杨家湾锰矿床位于南华纪大塘坡早期北东65°70°方向展布的黑水溪-杨家湾狭长带状的Ⅳ级地堑盆地中。结合该矿床矮河溪一带发现有被沥青充填的气泡状构造和渗漏管构造等古天然气渗漏沉积构造分布特征,该矿床的成因类型与松桃大塘坡锰矿床一样,属典型的古天然气渗漏沉积型锰矿床。     

贵州省松桃大塘坡组含锰岩系的形成环境分析

贵州黔东断裂坳陷带是我国重要的锰矿成矿区,发育了新元古代大塘坡早期富锰黑色页岩。一般认为,锰矿是氧化环境下沉积的MnO2在早成岩过程中与有机质之间发生氧化—还原反应形成的;但最近研究显示,也有可能直接从缺氧海水中沉淀而成。本文对贵州省松桃县西溪堡锰矿区大塘坡组一段含锰岩系和大塘坡锰矿区铁矿坪锰矿床的大塘坡组一段含锰岩系中的样品,采用总有机碳、总硫、显微镜薄片鉴定、扫描电镜、电感耦合等离子体质谱等研究方法,探讨了大塘坡组一段的沉积环境,为锰矿成因提供新的线索。本研究分别提取和测试了碳酸盐矿物和残余物(主要为粘土矿物)微量元素、稀土元素的含量后发现,去除碳酸盐矿物后余样Sr/Ba比值为0.06～0.19、B/Ga比值为1.44～5.01,碳酸盐矿物成分中Y/Ho比值为16.18～29.78,均指示锰矿层沉积于Sturtian冰期后冰川消融而成的淡水—半咸水的环境。锰矿的稀土总量高,类似于大洋铁锰氧化壳的“帽型”稀土元素配分模式,具有Ce/Ce^*正异常;氧化还原敏感元素双原子比U/Th比值为0.16～0.35、V/Cr比值主要为0.35～5.84、Ni/Co比值介于0....     

贵州省松桃县木耳溪锰矿地质特征及找矿方向

贵州松桃县木耳溪锰矿为典型的层控型锰矿床,矿体呈层状赋存于南华系下统大塘坡组第一段(Pt2b3d 1)底部的炭质页岩中,产出层位稳定,矿体产状与围岩产状一致。通过统计对比,锰矿层的矿化程度与含锰岩系的厚度呈正比,即当南华系大塘坡组地层厚度大于15m时,有可能成为锰矿的主要找矿方向。     

贵州超大型锰矿集区的多尺度三维地质建模

黔湘渝毗邻区"大塘坡式"锰矿床具有世界上独特的成矿环境和机制,借助三维地质建模及可视化方式,可以直观而形象地进行研判.在系统分析和处理贵州松桃县超大型锰矿田及区域相关资料的基础上,利用QuantyMine三维矿业软件,分别构建了黔渝湘毗邻区的南华纪早期武陵次级裂谷盆地原型、古天然气渗漏沉积型锰矿田、松桃县大塘坡典型锰矿床等3个不同尺度的三维地质模型,科学地表达了该超大型锰矿独特成矿环境,揭示了成矿机理和赋存状况,为该类型的矿床研究和成矿预测提供了新的手段.      

贵州松桃西溪堡锰矿沉积地球化学特征

贵州黔东断裂坳陷带是贵州重要的锰矿成矿带,并发育新元古代大塘坡期的一套完整“黑色岩系”,锰矿主要赋存于该黑色岩系中。本文以松桃西溪堡锰矿床为例,通过岩石学、矿物学、地球化学等研究方法,探讨这类锰矿床的成矿物质来源及成因。研究表明矿石中的矿物组分复杂,结构构造类型多样,富集As、Sb、Ag、Co、Mo、W、Cs和Ba等元素,Fe／Ti、（Fe＋Mn）／Ti、A1／（AI＋Fe＋Mn）、Y／Ho、Nb／Ta比值,以及Cr．zr和Th．u图解均揭示成矿过程中有热水物质参与;V／（V＋Ni）、V／Cr比值表明锰矿形成于缺氧环境;稀土元素分布模式、Ce、Eu异常及La．Ce、La／Yb．EREE图解显示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征。因此,古被动大陆边缘是锰矿富集的理想场所,热水（液）活动为其提供了丰富的物质来源。这为锰矿的找矿拓展了新的思路。     

扬子陆块东南缘升天坪锌矿床地质特征、闪锌矿Rb-Sr定年及其地质意义

升天坪锌矿床位于扬子陆块东南缘雪峰山地区,是湘西地区产于陡山沱组的中型锌矿床。采用同位素稀释法对主成 矿期闪锌矿进行Rb-Sr同位素组成分析,获得等时线年龄为490 Ma,初始锶同位素组成87Sr/86Sr为0.71235。该等时线年龄代 表了该矿床的主成矿阶段年龄,说明矿床形成的地质时代为晚寒武世,成矿作用发生于加里东中期。成矿作用时代与闪锌 矿初始锶同位素比值特征反映成矿物质或成矿流体由基底岩石（板溪群） 和震旦系碳酸盐岩地层共同提供。结合矿床地质 特征与区内铅锌矿成矿地质背景,认为周边板块碰撞的远程效应为热液成矿提供了构造驱动力,加里东期的构造运动对升 天坪锌矿床的形成起着重要作用。升天坪锌矿床严格受地层控制,矿床类型为沉积-改造型层控矿床。     

滇黔桂典型锰矿床矿相学特征及其对成矿过程的指示

滇黔桂地区代表性锰矿包括贵州松桃大塘坡锰矿、广西大新下雷锰矿、遵义铜锣井锰矿和云南砚山斗南锰矿.本文利用显微镜、X衍射仪、扫描电镜等仪器,通过研究滇黔桂地区典型锰矿矿相学特征,结合碳酸盐岩研究方法,查明产于南华系大塘坡组第一段(Nh1d1)贵州松桃大塘坡锰矿矿物组合包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰白云石、锰方解石、石英、伊利石,微相为SMF2、沉积相FZ1(盆地相),形成于沉积环境伸展阶段;产于上泥盆统五指山组(D3w)广西大新下雷锰矿矿物组合包括褐锰矿、锰钾矿、菱锰矿、钙菱锰矿、蔷薇辉石、透闪石、石英,微相为SMF2和SMF15-M、沉积相FZ7(台地相),形成于沉积环境伸展阶段;产于中二叠统茅口组第二段(P2m2)遵义铜锣井锰矿矿物组合包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石、硫锰矿、黄铁矿、闪锌矿、高岭石、伊利石、菱铁矿,微相为SMF15-C和SMF17、沉积相FZ7(台地相),形成于沉积环境收缩阶段;产于中三叠统法郎组(T2f)其矿物成分包括云南砚山斗南锰矿矿物组合包括褐锰矿、水锰矿、钙菱锰矿、含锰方解石、方解石、石英,微相为SMF4和SMF13、沉积相FZ4(斜坡相),形成于沉积环境伸展阶段.     

黔东松桃地区南华系大塘坡组锰矿中黄铁矿硫同位素特征及其地质意义

黔东松桃地区是我国重要的锰矿富集区,其中大塘坡组中黄铁矿δ34S存在比较大的差异.通过CF-IRSM法对松桃李家湾、道坨、西溪堡矿区菱锰矿样品中黄铁矿硫同位素组成开展研究,结果显示出两个明显的特征:(1) 样品中黄铁矿普遍具有极高的δ34S值,为47.69‰~66.76‰;(2) 在同一成锰盆地中,水深相对较浅的李家湾矿区黄铁矿δ34S值(47.69‰~59.15‰)明显低于水深相对较深的道坨矿区的δ34S值(53.85‰~62.86‰),且中心相δ34S的值(53.85‰~66.76‰)明显高于过渡相δ34S的值(47.69‰~59.15‰),黄铁矿硫同位素组成表现出明显的深度梯度效应.大塘坡组含锰层位黄铁矿异常高的δ34S值及其明显的深度梯度特征表明,在新元古代Sturtian冰期刚刚结束的间冰期初期,海水硫酸盐浓度极低,海洋呈现显著的分层现象,这一时期深部海洋可能并没有完全氧化.      

湖南古台山金锑矿床成矿流体He-Ar、Sr同位素地球化学及深部找矿意义

古台山矿床是雪峰弧形构造带中段颇具代表性的石英脉型金锑矿床。矿床位于白马山复式岩体的外接触带,主要赋存于南华系长安组和板溪群五强溪组。本文对古台山矿床载金矿物毒砂流体包裹体氦、氩同位素和含矿石英流体包裹体铷、锶同位素进行了分析。He-Ar同位素分析显示,成矿流体的3He/4He为0.011~0.038 Ra,40Ar/36Ar值为414.4~732.6,表明成矿流体主要为地壳流体,同时有部分大气降水的加入。Sr同位素分析显示,含矿石英流体包裹体87Rb/86Sr变化于0.013~0.956,87Sr/86Sr变化于0.72529~0.73245;利用前人获得的成矿年龄(223.6 Ma)进行了初始锶同位素组成的返算,获得其ISr-223.6变化于0.72360~0.73167,平均0.72744。通过与印支期白马山岩体、板溪群等相关地质体锶同位素组成对比,认为古台山矿床成矿流体不可能单独来源于岩浆,而是岩浆流体运移过程中与来自基底具有高锶同位素比值的碎屑岩水岩相互作用的结果。He-Ar同位素揭示矿区深部及周缘地区板溪群具有更好的资源潜力。     

贵州省松桃杨家湾锰矿含锰岩系地质地球化学特征

贵州松桃南华系“大塘坡式”锰矿经过多年的勘查研究,浅部已形成以西溪堡、李家湾、杨家湾为主的全新“锰三角”格局。杨家湾锰矿是该“锰三角”中一个大型锰矿床。通过对该矿区含锰岩系的地质地球化学特征研究,发现该区含锰岩系中见凝灰质等火山物质,同时具有热水成因的黄铁矿、重晶石、锰方解石等矿物组合。该锰矿在Fe-Mn-(Ni+Co+Cu)×10及P₂O₅-Y图解上均落在热水沉积区内,As、Sb、Ga、Ag、Ba、Zn、Co、Bi、W及Pb的含量较正常沉积岩明显偏高,且Co/Ni、Y/Ho及Nb/Ta比值均与海底黑烟囱热流体特征类似,该锰矿床稀土含量总体偏高,轻重稀土分异明显,轻稀土相对较富集,稀土配分曲线平缓,略向右倾斜,δEu (0.49~0.71)、δCe(0.94~1.25)及Ce/La-La/Yb图解也均表明热水参与的特征。此外,该锰矿δ¹³C_PDB为-3.80‰~-4.17‰、δ¹⁸O_PDB为-6.95‰~-8.78‰,据此估算成矿温度为54.2~65.7 ℃,为中低温热水条件。杨家湾锰矿为海底热水沉积成因。